ОБРАБОТКА ОТВЕРСТИЙ, НАРЕЗАНИЕ РЕЗЬБЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Цель работы

1. Практически освоить технику обработки отверстий.

2. Изучить способы нарезания резьбы.

 

Краткие теоретические сведения

Многие детали машин, приборов и механизмов имеют различные по размеру и форме отверстия, которые получают различными спосо­бами обработки с применением разнообразных режущих инстру­ментов, оборудования и приспособлений. В практике слесарного дела чаще всего используют следующие способы обработки отверстий: сверление, рассвер­ливание, зенкерование, развер­тывание и т.д. (рис.11).

Сверление является одной из широко распространенных опе­раций в слесарной практике, с которой приходится сталкиваться довольно часто. Сверление осу­ществляет режущим инструментом-сверлом. Для сверления отверс­тий применяют различные типы сверл, но наиболее распростра­ненными являются перовые и спиральные.

 

Рис. 11. Обработка отверстий: а – сверление; б – рассверлива­ние; в – зенкерование; г – растачивание; д – зенкование; е – развертывание; ж – проглаживание; з – нарезание внутренней резьбы; и – цекование.

 

Спиральные сверла по сравнению с перовыми обладают способ­ностью отводить стружку во время сверления и подводить охлаждающую жидкость к поверхности резания. Это улучшает условия резания и обеспечивает получение более точного и чистового отверстия, позволяет перетачивать сверло с сохранением почти прежнего диа­метра. Рабочая часть спирального сверла представляет собой ци­линдрический стержень с двумя спиральными канавками, направлен­ными обычно под углом 60° к оси сверла. Такой наклон канавок обеспечивает наиболее выгодный угол резания при сверлении стали и чугуна и свободное перемещение образующей стружки.

Сверла затачивают на специальных станках или же вручную на точилах с мелкозернистыми абразивными кругами. Угол заточки вы­бирают в зависимости от твердости просверливаемого материала. Наиболее выгодные углы заточки для сверления некоторых материа­лов приведены в табл.3. Правильность заточки сверла контролируют с помощью шаблона.

Таблица 3

Углы заточки сверла для сверления некоторых материалов

Просверливаемый материал	Угол заточки сверла, град
Сталь, чугун	116 – 118
Медь	125 – 130
Латунь, бронза	130 – 140
магниевые сплавы	110 – 120
Алюминий
Эбонит, пластмассы	50 – 60
Бакелит, мрамор, шифер	80 – 90

 

Для увеличения стойкости сверла и уменьшения усилий резания при сверлении применяют многоступенчатую заточку сверл.

Для того чтобы сверло работало, ему необходимо сообщить два движения: вращательное и поступательное (последнее называется подачей). Эти движения осуществляют с помощью переносных приспо­соблений или стационарных станков, в которых сверла крепят пат­ронами или конусными втулками. Патроны применяют для закрепления сверл с цилиндрическими хвостовиками.

Для сверления отверстий небольших диаметров используют руч­ные, электрические и пневматические дрели. Наиболее совершенным и производительным способом получения отверстий является сверле­ние на специальных вертикально-сверлильных, горизонтально-свер­лильных и радиально-сверлильных станках.

Перед сверлением на изделиях размечают и накернивают центры будущих отверстий. Глубина керна (центра) зависит от диаметра сверла. С увеличением диаметра сверла увеличивается длина его перемычки, т.е. сверло становится “тупее”, поэтому глубина керна с увеличением диаметра сверла также должна увеличиваться.

При подготовке изделия к сверлению больших отверстий снача­ла набивают неглубокий центр и проводят циркулем одну или несколько контрольных окружностей. Контрольные окружности служат для своевременного обнаружения ухода сверла в сторону. Диаметры окружностей, кроме последней, должны быть меньше диаметра прос­верливаемого отверстия, а диаметр последней – больше, так как первые окружности срезаются сверлом, а последняя должна остаться для контроля правильности окончательно просверленного отверстия.

При установке изделий для сверления на станке следует руководствоваться следующими положениями:

― точность сверления в большей степени зависит от состояния стола сверлильного станка, поэтому стол надо оберегать от забоин, местной выработки и ржавления, а изделия на стол устанавли­вать аккуратно, без ударов и значительных перемещений, перед установкой на стол изделия очищают от грязи, а имеющиеся на них заусенцы устраняют;

― при сверлении сквозного отверстия, чистота и возможный перенос которого не имеют значения, под изделие следует подкладывать деревянную дощечку с параллельными сторонами; если же перекос недопустим, под изделие надо подкладывать металлическое кольцо или металлическую плитку с отверстием для прохода сверла;

― если в столе станка имеется отверстие для прохода сверла, сверление нужно производить без подкладок;

― под просверливаемым изделием не должно быть стружек или кусочков металла, которые могут послужить причиной перекоса отверстия;

― при сверлении глубоких отверстий нужно проверить перпен­дикулярность поверхности стола и шпинделя станка, для чего в шпинделе следует закрепить коленчатую иглу и, забелив мелом стол, вручную проворачивать шпиндель так, чтобы игла вычертила на столе окружность. Если игла прочертит полную окружность, зна­чит, шпиндель перпендикулярен к поверхности стола, образование неполной окружности укажет на нарушение перпендикулярности и перекос стола в сторону не прочерченного участка окружности. При установке изделий на перекошенном столе юс необходимо, выравнивать клиньями, ориентируясь по нанесенным при разметке контрольным вертикальным линиям, совпадающий с направлением будущих отверстий. Правильность установки изделия надо проверять рейсмусом с двумя чертилками. При правильном положении изделия острие верхней чертилки должно совпадать с верхним кон­цом, а нижней - с нижним концом контрольной линии. После закреп­ления изделия нужно еще раз проверить правильность его установки, так как при затягивании гаек оно снова может быть перекошено;

― неполные отверстия сбоку изделий нужно сверлить, зажимая изделия попарно, либо применяя прокладку;

― для сверления отверстия сбоку цилиндрической поверхности на ней(перпендикулярно к оси сверления)следует предварительно об­рабатывать, площадку, если отверстие в трубчатом изделии необходимо сверлить насквозь, внутрь отверстия рекомендуется забивать метал­лическую пробку;

― если сверло уходит в сторону, то меры к исправлению направ­ления отверстия нужно принимать до того, как его коническая часть полностью войдет в металл. Направление сверла следует из­менять подрубыванием канавочниками с той стороны, в которую не­обходимо сместить сверло. Если же после одной подрубки центр от­верстия сместить не удается, подрубку надо произвести еще раз.

При диаметре сверла свыше 15 мм неправильно начатое отверс­тие можно сместить сильным нажатием на изделие сбоку при работаю­щем станке. Однако таким приемом следует пользоваться в крайних случаях и с большой осторожностью.

Для снятия фасок у отверстия, получения конических и цилинд­рических углублений под головки винтов и заклепок применяют зенкование, а для зачистки торцевых поверхностей - цекование.

Зенкерование выполняют на сверлильных станках. Крепление зенкеров не отличается от крепления сверл. Скорость резания при зенкеровании должна быть примерно в полтора раза меньше, чем при сверлении сверлом такого же диаметра.

При зенковании стружку удаляют сильной струей сжатого возду­ха или воды или опрокидыванием детали, если она нетяжелая. При зенковании деталей из стали, меди, латуни, дюралюминия применяют охлаждение мыльной эмульсией.

Развертывание можно производить как на сверлильных и токар­ных станках, так и вручную специальными инструментами, называе­мыми развертками. Развертка в отличие от сверла и зенкера снима­ет очень небольшой слой металла (припуск под развертку), в пре­делах десятых долей миллиметра. Развертки для станочного развер­тывания называют машинными, а для ручного - ручными. Обработка отверстий развертками позволяет получить высокую точность и чис­тоту поверхности. Отверстия диаметром более 6 мм обрабатывают двумя развертками: черновой и чистовой.

Для предупреждения возникновения продольных рисок (граней) в обрабатываемом отверстии и достижения заданной чистоты поверх­ности и точности обработки зубья разверток располагаются по ок­ружности с неравномерным шагом. Если бы шаг был равномерным, то при каждом повороте воротком зубья останавливались бы в одних и тех же местах, что неизбежно привело бы к получению волнистой поверхности, поэтому при ручном развёртывании применяют разверт­ки с неравномерным шагом зубьев, а машинные развертки изготовля­ют с равномерным шагом зубьев. Количество зубьев должно быть четным (от 6 до 14).

Винтовую поверхность, образованную на телах вращения, называ­ют резьбой. Резьбу широко применяют в технике как средство соеди­нения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин, механизмов, приборов и т.д.

Резьбу на деталях можно получить методом нарезания со сня­тием стружки и накатыванием, т.е. методом пластических деформа­ций.

Для нарезания внутренней резьбы используют метчики, а для нарезания наружной резьбы - плашки, прогонки и другие инструмен­та. Инструментом для накатывания резьбы служат накатные плашки, накатные ролики и накатные голове. Метчик состоит из двух основ­ных частей: рабочей и хвостовой (рис.12).

 

Рис.12.Метчик

 

 

Ручные метчики применяют для нарезания резьбы вручную. Руч­ные метчики для метрической и дюймовой резьбы стандартизованы и изготовляют комплектом из двух метчиков для резьбы с шагом до 3 мм включительно (для основной метрической резьбы диаметром от 1 до 52 мм и для дюймовой резьбы диаметром от 1/4 до 1") и ком­плектом из трех метчиков для резьбы с шагом свыше 3 мм (для мет­рической резьбы от 30 до 52 мм и для дюймовой резьбы диаметром от 1^1/8 до 2").

Первый (черновой) метчик нарезает черновую резьбу, снимая при этом до 60% металла; второй (средний) метчик дает уже более точную резьбу, снимая до 30% металла; третий (чистовой) метчик снимает до 10% металла, имеет полный профиль резьбы и использу­ется для окончательного точного нарезания резьбы и ее калибровки. Для того чтобы определить, какой метчик является черновым, какой средним, а какой чистовым, на хвостовой части делают соответст­венно одну, две или три круговые риски (кольца) или же ставят соответствующий номер.

Плашки применяют для нарезания наружной резьбы как вручную, так и на станках. В зависимости от конструкции плашки подразде­ляют на круглые, накатные, раздвижные (призматические). Круглые плашки изготовляют цельными, разрезными.

Для нарезания внутренней резьбы просверленное отверстие, в котором нарезают резьбу метчиком, обрабатывают зенкером или же протачивают.

При нарезании материал частично “выдавливается”, поэтому диаметр сверла должен быть несколько больше, чем внутренний диа­метр резьбы.

Если просверлить под резьбу отверстие диаметром, точно соответствующим внутреннему диаметру резьбы, то материал, выдавли­ваемый при нарезании, будет давить на зубья метчика, отчего они в результате большого трения сильно нагреваются и к ним прили­пают частицы металла. В атом случае резьба может получиться с рваными нитками, а иногда возможна поломка метчика. При сверле­нии отверстия слишком большого диаметра резьба получается неполной.

При определении диаметра сверла под нарезание метрической и трубной резьбы пользуются специальными таблицами из справоч­ников, например, прил.3.

Диаметр отверстия под метрическую резьбу приближенно вычисляют по формуле:

где D - диаметр отверстия, мм; d - диаметр нарезаемой резьбы, мм; t - глубина резьбы, мм.

Размеры воротка для закрепления метчика выбирают в зависи­мости от диаметра нарезания резьбы. Примерную длину воротка мож­но определить по формуле:

где d - диаметр резьбы, мм.

После подготовки отверстия под резьбу и выбора воротка заго­товку закрепляют в тисках и в ее отверстие вставляют вертикально (без перекоса) метчик.

Прижимая левой рукой вороток к метчику, правой проворачива­ют его вправо до тех пор, пока метчик не врежется на несколько ниток в металл и не займет устойчивое положение, после чего воро­ток берут за рукоятки двумя руками и вращают с перехватом рук через каждые пол-оборота. Для облегчения работы вороток с метчи­ком вращают по направлению часовой стрелки (один-два оборота вправо и пол-оборота влево и т.д.). Благодаря такому возвратно-вращатель­ному движению метчика стружка ломается, получается короткой (дробленой), а процесс резания значительно облегчается.

Закончив нарезание, вращением воротка в обратную сторону вывертывают метчик из отверстия, затем прогоняют его насквозь.

Для того чтобы получить чистую резьбу с правильным профи­лем и не испортить метчик, нужно применять при нарезании резьбы смазочно-охлаждающие жидкости, например, разведенную эмульсию (1 часть эмульсии на 160 частей воды). Кроме разведённой эмуль­сии, можно применять при нарезании внутренней резьбы в деталях из стали и латуни льняное масло, из алюминия - керосин, из крас­ной меди - скипидар. Нарезание резьбы в деталях из бронзы, а также из чугуна производят всухую.

При нарезании резьбы нельзя употреблять машинные и минераль­ные масла, так как они значительно увеличивают сопротивление, которое метчик или плашка должны преодолевать во время работы, отрицательно влияют на чистоту поверхностей отверстий и способ­ствуют быстрому износу инструмента.

При нарезании наружной резьбы плашкой надо иметь в виду, что в процессе образования профиля резьбы металл изделия (особенно сталь, медь) “тянется”, диаметр стержня увеличивается. Вслед­ствие этого усиливается давление на поверхность плашки, что при­водит к ее нагреву и прилипанию частиц металла, поэтому резьба получается рваной.

При выборе диаметра стержня под наружную резьбу следует ру­ководствоваться теми же соображениями, что при выборе отверстий под внутреннюю резьбу. Хорошее качество резьбы можно получить в том случае, если диаметр стержня несколько меньше наружного диа­метра нарезаемой резьбы. Если диаметр стержня значительно мень­ше требуемого, то резьба получится неполной; если же диаметр стержня больше, то плашка или не сможет быть навинчена на стер­жень и конец стержня будет испорчен, или во время нарезания зубья плашки могут сломаться вследствие перегрузки.

Диаметр заготовки должен быть на 0,3...0,4 мм меньше наруж­ного диаметра резьбы.

При нарезании резьбы плашкой вручную стержень закрепляют в тисках так, чтобы выступающий над уровнем губок конец его был на 20...25 мм больше длины нарезаемой части. Для обеспечения врезания на верхнем конце стержня снимается фаска. Затем на стержень накладывают закрепленную в клупп плашку и с небольшим нажимом вращают клупп так, чтобы плашка врезалась примерно на одну-две нитки. После этого нарезаемую часть стержня смазывают маслом и вращают клупп с равномерным давлением на обе ручки так же, как при нарезании метчиком, т.е. один-два оборота вправо и пол-оборота влево. Для предупреждения брака и поломки плашки не­обходимо следить за перпендикулярным положением плашки по отно­шению к стержню: плашка должна врезаться в стержень без перекоса.

Нарезание резьбы вручную является малопроизводительной и трудоемкой операцией. Существуют различные способы механизации нарезания резьбы: применение приспособлений с ручным приводом, например, ручные электродрели повышают производительность наре­зания по сражению с ручным способом (воротком) в три-четыре раза, резьбонарезных машинок (сверлильные машинки электрического и пневматического действия), повышающих производительность в 8... 10 раз по сравнению с ручным способом, резьбонакатных самозакрывающихся головок (завода «Фрезер"), обеспечивающих получение резьб первого и второго классов точности.

 

Порядок выполнения работы

1. Получить у преподавателя заготовку к инструмент.

2. Ознакомиться с чертежом.

3. Составить карту технологического процесса (см. табл.2).

4. Выполнить задание.

5. Убрать рабочее место и сдать полученный инструмент.

 

Отчет

Отчет должав содержать технологическую карту на изготовление детали и ответы на вопросы, которые преподаватель выдает группе после ознакомления студентов с темой лабораторной работы,

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. МАКИЕНКО Н.И. Слесарное дело. - М.: Высш.шк., 1982.

2. ПРОГРАММА практики в УПМ / Сост. М.Г.Ключко, Ю.А.Казимирчик. - Киев: КНИГА, 1983.

3. ЖУРАВЛЕВ А.Н. Допуски и технические измерения. - М.: Высш. шк., 1981.

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ рекомендации по техническим измерениям. / Сост.: С.А. БЛИЗНЮК, М.Г. Ключко, В.Д. Хижко. - Киев: КИИГА.1983.

5. МЕТОДИЧЕСКИЕ рекомендации по охране труда при слесарной обработке / Соот. М.Г.Ключко. - Киев: КИИГА, 1983.

 

 

Приложение 1

Слесарный инструмент

 

Наименование инструмента	Группа инструмента	Примечание
Линейки: ― масштабные ― поверочные Угольники Чертилки Разметочные циркули Рейсмасы Штангенрейсмасы Центроискатели Шаблоны Ножницы: ― ручные ― электрические Вырубные ножницы Ножовки: ― ручные ― машинные Труборезы Напильники общего назначения: драчевые личные бархатные Напильники специального назначения	Разметочная — — — — — — — — — Резки — — —   — — — — — — — —	Для разметки — — — — — — — — — Для резки — — —   — — — Для опиливания металлов — — —
Пневматические напильники Надфили Рашпили Механические (машинные) напильники Сверла Зенкеры: ― цилиндрические ― торцевые Развертки: ― цилиндрические ― разжимные ― конические Зенковки Сверло-зенкеры Сверло-развертки Сверло-зенковки Сверла ступенчатые Зенкер-зенковки Зенкер-развертки Комбинированные зенкера Комбинированные развертки Дрели: ― ручные ― электрические ― пневматические Метчики: ― ручные ― машинно-ручные ― гаечные Воротки для метчиков Плашки: ― круглые (лерки) ― резьбонакатные ― раздвижные, призматические Воротки для круглых плашек (леркодержатели) Косые клуппы Электрорезьбонарезатели Пневматические резьбонарезные машинки Молотки: ― слесарные (ручники) ― механизированные ― кузнечные	— — — — — —   — — Резки — — — — — — — — — — — — Вспомогательная — — — Режущая — — — —   — — —   — — —   — Ударная — — —	— — — — — Для обработки отверстий — —   — — — — Для нескольких операций — — — — — —   — — — Для нарезания резьбы — — — —   — — —   — — —   — Для рубки — — —
Кувалды Зубило, крейцмейсели Канавочники Бородки Пробойники Просечки Кернеры: ― разметочные ― механические ― электрические Обжимки Натяжки Поддержки Чеканы Шаберы: ― плоские ― трехгранные ― фасонные Пневматические шаберы Шлифовальные бруски Шлифовальная шкурка Шлифовальные борголовки Электрошлифовалыше машинки Пневматические машинки для шлифовки Гладилки Притиры разные Гаечные ключи: ― накидные ― торцевые ― разводные Отвёртки: ― ручные ― электрические ― пневматические Гайковерты Шпильковерты Трубные ключи Плоскогубцы Пассатижи Острогубцы (кусача) Пинцеты Пневматические скобы (ручные прессы)	Ударная — — — — —   — — — — — — — Режущая — — — — — — — —   — — — Слесарно-монтажная — —   — — — — — — Слесарно-монтажная — —   —	Для рубки — — Для разметки — —   — — — Для клепки — — — Для шабрения — — — — Для зачистки и шлифовки — —   — Для полирования Для притирки Для завинчивания и отвинчивания — —   — — — — — — Для захвата и зажима мелких металлических изделий —   Для клепки
Паяльники: ― электрические ― бензиновые ― газовые ― нагрева пламенем Паяльные лампы	Слесарно-монтажная — вспомогательная — —	Для пайки — — — — —

 

Приложение 2

Диаметры отверстий дня метрической резьбы

 

Диаметр резьбы, мм	Диаметр сверла под резьбы, мм
основную крепежную	первую мелкую	вторую мелкую
чугун, бронза	сталь, латунь	чугун, бронза	сталь, латунь	чугун, бронза	сталь, латунь
1,0 1,2 1,4 1,7 2,0 2,8 2,6 3,0 3,5	0,75 0,95 1,1 1,85 1,6 1,9 2,15 2,5 2,9 3,3 4,1 4,9 5,9 6,6 7,6 8,3 9,3	0,75 0,95 1,1 1,85 1,6 1,9 2,15 2,5 2,9 3,3 4,2 5,0 6,0 6,7 7,7 8,4 9,4	0,8 1,0 1,2 1,5 1,75 2,05 2,25 2,65 3,15 3,5 4,5 5,2 6,2 6,8 7,8 8,8 9,8	0,8 1,0 1,2 1,5 1,75 2,05 2,25 2,65 3,15 3,5 4,5 5,2 6,2 6,9 7,9 8,9 9,9	— — — — — — — — — — — 5,5 6,1 7,1 8,1 9,1 10,1	— — — — — — — — — — — 5,5 6,5 7,2 8,2 9,2 10,2

 

Примечание. Данные по третьей мелкой резьбе не приведены.